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Analog Devices

Elektronikschaltungen in Solaranlagen - Anforderungen heute und in Zukunft

9. Februar 2011, 13:44 Uhr | Kai Rohm, Applikationsingenieur bei Analog Devices

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Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Anpassungsanforderungen in Solaranlagen

Wechselrichter

Damit die hohen Investitionen, die zu einem wesentlichen Teil durch die PV-Module entstehen, sich zügig amortisieren, sind für die Wechselrichter ein optimaler Wirkungsgrad bei hoher Zuverlässigkeit und hoher Anlagenverfügbarkeit anzustreben.

PV-Umrichter müssen die Gleichspannung der zugeordneten Stränge optimal auf den MPP regeln. Diese Generatorgleichspannung wird im elektronischen Umrichter zunächst auf eine Arbeitsgleichspannung (Link-Spannung) für den eigentlichen Wechselrichter umgesetzt. Danach wandelt dessen Leistungsteil die aus den PV-Modulen erzeugte Link-Spannung auf einen sauberen Sinus mit angepasster Spannung und Phase zur Einspeisung in das öffentliche Netz. Bei der Realisierung von Umrichtern können DDS-Bausteine wie AD9834 die Erzeugung des benötigten, geregelten Netzfrequenz-Sinus (Bild 2) erleichtern.

Moderne Wechselrichter verwenden im Ausgang keinen großen und verlustbehafteten Trafo mehr, sondern arbeiten auf Drosselspulen. Mit dem trafolosen Aufbau lässt sich der Wirkungsgrad des Wechselrichters bei verringertem Gewicht erhöhen. Das trafolose Konzept verlangt allerdings eine besonders schnelle und genaue Regelung auf den MPP und das Netz. Der Wechselrichter misst zu diesem Zweck momentane Strom- und Spannungswerte. Aufgrund der jeweils auftretenden hohen Spannungen werden hier besonders spannungsfeste analoge Bauteile eingesetzt, wie z.B. AD627 und AD7401.